離心風(fēng)機或泵的管路性能曲線及工作點

1、 一臺泵或風(fēng)機，在某一轉(zhuǎn)速下，所提供的流量和揚程是密切相關(guān)的，并有無數(shù)組對應(yīng)值(Q1，H1)、(Q2，H2)、(Q3，H3) 。 泵或風(fēng)機實際的工作點(Q，H)，還取決于它所連接的管路特性。 可以肯定，泵或風(fēng)機所提供的壓頭一定等于管路所需要的壓頭（流動損失），此時的壓頭所對應(yīng)的流量就是泵或風(fēng)機所提供的流量，這也就是泵或風(fēng)機的“自動平衡性”。 一、管路特性曲線 首先寫出管路損失與流量的關(guān)系。 通常與泵或風(fēng)機相連的管路，在流體流動時，有如下能量損失：管路兩端的壓差、管路兩端的高差、整個管路的流動阻力。下面分別討論。離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點 一、管路特

2、性曲線 管路兩端的壓差與高差 整個管路的流動阻力 包括：沿程損失和局部損失，均為流量的二次函數(shù)。 所以。即：。，兩者之和為損失，高差為：壓差為：Z1211Z12HppHH Hpp22SQH 。管路流動特性：2Z1221SQHppHHH 離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點 一、管路特性曲線 具體地講， SH2/Q2 H2/Q2，“”表示設(shè)計值，如是算出S。 所以：H(p2p1)/HZ (H2/Q2)Q2 將此關(guān)系繪制在以流 量和壓頭組成的直角 坐標圖上，注意到前 兩項為常數(shù)，則得一 條在Y軸上截距等于 （p2p1）/HZ的 拋物線。管路流動特性：2Z1221

3、SQHppHHH 離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點HQp1p22 ,087 . 8 7587 29 . 7 808HZ(p2-p1)/2 ,817. 6 566(p2-p1)/ +HZ 二、泵與風(fēng)機的工作點 泵或風(fēng)機的特性與管路的特性兩者相互無關(guān)，但是泵或風(fēng)機與管路連接起來后， 兩者將“服從”同一 個流量和揚程（損 失）。于是將兩者 組成方程組，其解 就是它們共同的 “ 工作點”。 方法是：將兩 條特性曲線繪在一 張圖上，求出交點。 HQp1p22 ,08 7 . 8 7 587 2 9 . 7 8 08HZ(p2-p1)/(p2-p1)/ +HZ管路H

4、Q泵或風(fēng)機HQ泵或風(fēng)機NQ泵或風(fēng)機QAQAHAANA離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點 例題： 當(dāng)某管路系統(tǒng)風(fēng)量為500m3/h時，系統(tǒng)阻力為300Pa，今預(yù)選一個風(fēng)機的特性曲線如圖。計算風(fēng)機實際工作點；當(dāng)系統(tǒng)阻力增加50時的工作點；當(dāng)空氣送入有正壓 150Pa 的密封艙時的工作點。 解：先繪制管網(wǎng)特性曲線。 當(dāng)Q500m3/h，p300Pa； 當(dāng)Q750m3/h，p675Pa； 當(dāng)Q250m3/h，p75Pa； 由此可以繪制出管網(wǎng)特性曲線。0012. 0500300S2離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點Q（m /h）

5、0p（Pa）250500750100025050075010003風(fēng)機特性曲線 例題： 當(dāng)某管路系統(tǒng)風(fēng)量為500m3/h時，系統(tǒng)阻力為300Pa，今預(yù)選一個風(fēng)機的特性曲線如圖。計算風(fēng)機實際工作點；當(dāng)系統(tǒng)阻力增加50時的工作點；當(dāng)空氣送入有正壓 150Pa 的密封艙時的工作點。 解：繪制管網(wǎng)特性曲線。 由曲線和曲線的交點得 出，工作點參數(shù)為：p550 Pa，Q690m3/h。 當(dāng)阻力增加50時， 管網(wǎng)特性曲線將有所改變。0018. 05005 . 1300S2離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點Q（m /h）0p（Pa）25050075010002505007

6、5010003例題： 當(dāng)某管路系統(tǒng)風(fēng)量為500m3/h時，系統(tǒng)阻力為300Pa，今預(yù)選一個風(fēng)機的特性曲線如圖。計算風(fēng)機實際工作點；當(dāng)系統(tǒng)阻力增加50時的工作點；當(dāng)空氣送入有正壓 150Pa 的密封艙時的工作點。 解：當(dāng)阻力增加50時， 當(dāng)Q500m3/h，p450Pa； 當(dāng)Q750m3/h，p1012Pa； 當(dāng)Q250m3/h，p112Pa； 由此可以繪制管網(wǎng)特性曲線 。 由曲線和曲線的交 點得出，工作點參數(shù)為： p 610Pa，Q570m3/h。Q（m /h）0p（Pa）250500750100025050075010003離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工

7、作點例題： 當(dāng)某管路系統(tǒng)風(fēng)量為500m3/h時，系統(tǒng)阻力為300Pa，今預(yù)選一個風(fēng)機的特性曲線如圖。計算風(fēng)機實際工作點；當(dāng)系統(tǒng)阻力增加50時的工作點；當(dāng)空氣送入有正壓 150Pa 的密封艙時的工作點。 解：對第一種情況附加正 壓150Pa，則 p150SQ2。 顯然，該管路特性曲線相 當(dāng)于管網(wǎng)特性曲線向上平 移150Pa。 由曲線和曲線的交 點得出，工作點參數(shù)為： p 590Pa，Q590m3/h。Q（m /h）0p（Pa）250500750100025050075010003150離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點 例題討論： 1、壓力增加了50，風(fēng)量相

8、應(yīng)減少了(690570)/690=17%。說明壓力急劇增加，風(fēng)量的減少與壓力的增加不成比例。也就是說當(dāng)管網(wǎng)計算壓力與實際應(yīng)耗壓力有某些偏差時，對實際風(fēng)量的影響并不突出。 2、由于管路系統(tǒng)與風(fēng)機聯(lián)合運行，實際上的工作流量均不能等于500 m3/h。 為了使風(fēng)機供給的風(fēng)量能夠符合實際風(fēng)量的要求，可采取以下辦法： 減少或增加管網(wǎng)的阻力 如通過改變管徑、閥門調(diào)節(jié)，使管網(wǎng)特 性改變，進而滿足流量要求。圖中，12， 表示管路阻力損失降低。pQ12Q1Q2離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點 例題討論： 更換風(fēng)機 這時管網(wǎng)特性未改變，風(fēng)機特性發(fā)生改 變，進而滿足流量要求。

9、圖中，12，表示 風(fēng)機改變。 改變風(fēng)機轉(zhuǎn)數(shù) 改變風(fēng)機轉(zhuǎn)數(shù)以改變風(fēng)機特性曲線，進 而滿足流量要求。改變風(fēng)機轉(zhuǎn)數(shù)的方法很多， 例如：變速電機、改變供電頻率、改變皮帶 輪傳動比等。圖中，12，表示風(fēng)機轉(zhuǎn)數(shù)降 低。pQ12Q1Q2pQ12Q1Q2離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點 三、泵與風(fēng)機運行工況的穩(wěn)定性 泵與風(fēng)機運行工況的穩(wěn)定性，包含兩層含義：是機器輸出流量剛好等于管路系統(tǒng)所需要的流量；機器所提供的壓頭或揚程恰好滿足管路在該流量下之所需。即具有“工作點”。泵與風(fēng)機運行工況稍微偏離“工作點”，泵與風(fēng)機有自動向“工作點”回歸的能力。 如圖，具有工作點D；當(dāng)由于某

10、種 擾動，系統(tǒng)流量由QD變?yōu)镼1 ，工作點 向左偏移至1點時，泵或風(fēng)機所提供的 揚程或壓頭變大為 p1 ，管路阻力卻為 p1 ，于是流體因能量 “過剩” 而加速 ， 導(dǎo)致流量向增大的方向變化 ， 一直到 由Q1變化為QD為止。反之，亦然。pQ12Q1Q2DQD1p1P1離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點 四、泵與風(fēng)機運行的不穩(wěn)定工況 1、低比轉(zhuǎn)數(shù)的泵與風(fēng)機的性能曲線有時是駝峰型，易產(chǎn)生不穩(wěn)定運行工況 如圖，駝峰型的性能曲線有可能與 管路特性曲線具有兩個交點，K 和 D。 其中 D 點為穩(wěn)定工作點，K 點為不穩(wěn)定 工作點。 D 點為穩(wěn)定工作點的分析同上。K

11、點為不穩(wěn)定工作點的分析如下：當(dāng)由于 某種擾動，工作點向左偏移至1點時，泵或風(fēng)機所提供的揚程或壓頭小于管路阻力， 于是流體因能量 “不足” 而減速 ，導(dǎo)致流量向減小的方向變化 ， 一直到流量變化為零為止。反之，當(dāng)由于某種擾動，工作點向右偏移至2點時，工作點將一直滑向D點。pQ12DKQH離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點 四、泵與風(fēng)機運行的不穩(wěn)定工況 2、工況穩(wěn)定與否的判斷 如果，兩條性能曲線在某個交點的斜率有： 則此點為穩(wěn)定工作點， 反之為不穩(wěn)定工作點。 pQDKQHdQdHdQdH機管dQdHdQdH機管dQdHdQdH機管離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點 四、泵與風(fēng)機運行的不穩(wěn)定工況 3、管路特性造成的不穩(wěn)定工作舉例 開始時i，QCQ1。 ij ， QBQ1。 jk ， QA。 如果QAQ1，曲線 繼續(xù)上升，兩條曲線脫 離，Q 0。 水池水面下降，兩曲 線又開始相交，但流量 為零，工作點在最左端。 直至k j ，工作點B。HQ管路HQ水泵HQAQAQ1BCjki離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點離心式風(fēng)機與泵的管路性能曲線及工作點 四、